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Selon la mythologie grecque antique, Limnos était l'île d'Héphaïstos. La légende raconte qu'il a atterri sur cette île quand Héra, sa mère, l'a chassé de l'Olympe en constatant à quel point il était laid. Les habitants de l'île prirent soin de lui et en retour, il leur enseigna l'art du forgeron. Cependant, un autre mythe relie l'histoire de Limnos à Philoctète, un héros antique qui a été abandonné à Limnos sur la route de Troie. Les fouilles archéologiques dans le temple de Kaveiri et le site antique de Poliochni ont mis au jour les premières colonies de l'âge du bronze. Limnos passa sous la domination perse au 5ème siècle avant JC et rejoignit l'Alliance Athénienne après la fin des guerres greco-perses, dont elle resta le rempart pendant presque toute la période classique. Puis Limnos passa sous le contrôle de la Macédoine. Les Romains déclarèrent l'île libre en 197 avant JC mais la rendirent à Athènes en 166 avant JC. Après la division de l'Empire romain, Limnos rejoint l'Empire byzantin. À la chute de celui-ci, Limnos devint la proie des raids de pirates. En 1453, elle passa sous suprématie génoise, ce qui apporta une grande prospérité économique et commerciale. De 1462 à 1479, Limnos fut l'objet de guerres entre les Vénitiens et les Turcs. Venise dut la céder à l'Empire Ottoman lorsque celui-ci devint la puissance suprême de la mer Égée. Après la révolution grecque de 1821, Limnos, comme les autres îles de la mer Égée orientale, n'a pas rejoint l'État grec nouvellement construit. Limnos a finalement été libéré en 1912, puis rattaché au territoire grec en 1920.